Лаборатория в Сеуле: как рождалась надежда

В конце июля 2023 года в одной из лабораторий Корейского института науки и технологий группа исследователей под руководством профессора Ли Сук-Бэ публикует препринт, который мгновенно взрывает научное сообщество. На экранах мониторов мелькают графики и схемы - материал под кодовым названием LK-99 демонстрирует свойства, которые десятилетиями считались недостижимыми: сверхпроводимость при комнатной температуре и атмосферном давлении.

Учёные описывают синтез кристалла на основе оксида свинца и фосфата меди, который, по их словам, проявляет эффект Мейснера - левитирует над магнитом. Это не просто ещё одна публикация. Это потенциальный ключ к энергетической революции, способной перевернуть всё: от транспорта до медицины.

Химия чуда: что скрывается за формулой

LK-99 - это не случайная находка, а результат многолетней работы. Его химическая формула Pb₁₀₋ₓCuₓ(PO₄)₆O указывает на замещение части атомов свинца медью в кристаллической решётке апатита. Именно такое замещение, по мнению авторов, создаёт внутренние напряжения, которые и приводят к образованию сверхпроводящих дорожек.

Кристаллы синтезируются в две стадии: сначала получают свинцовый апатит, затем вводят медь при высокотемпературном отжиге. Цвет образцов варьируется от тёмно-серого до чёрного, а размер редко превышает несколько миллиметров. Казалось бы, ничего примечательного - обычный порошок. Но именно он, если верить данным, способен изменить мир.

Мировая реакция: между эйфорией и скепсисом

Новость о LK-99 разлетелась со скоростью света. Социальные сети, научные форумы, СМИ - везде только и говорили о «сверхпроводнике века». Энтузиасты уже рисовали футуристические картины: поезда на магнитной подушке, доступные МРТ-аппараты, энергосети без потерь.

Но чем громче ажиотаж, тем сдержаннее становилось научное сообщество. Физики напоминали: за последние сто лет было множество громких заявлений о сверхпроводимости при высоких температурах, и почти все они не подтвердились. Слишком уж просто выглядел синтез LK-99 - многие лаборатории мира немедленно начали собственные попытки воспроизвести результаты.

В погоне за повторением: первые результаты

Уже через неделю после публикации препринта в разных уголках планеты учёные принялись синтезировать LK-99. Китай, США, Россия, Европа - везде кипела работа. Первые же эксперименты показали: не всё так однозначно.

Некоторые группы сообщали о наблюдении диамагнетизма - одного из признаков сверхпроводимости. Другие фиксировали резкие падения сопротивления, но не до нуля. Третьи не видели ничего, кроме обычных свойств полупроводника. Критики указывали на возможные примеси - например, сульфид меди, который сам по себе обладает сильным диамагнетизмом.

Особенно показательным стал эксперимент команды из Пекина, которая сняла на видео крошечный образец, частично левитирующий над магнитом. Видео стало вирусным, но скептики сразу заметили: левитация неполная, что может говорить о неоднородности материала или наличии примесей.

За кулисами открытия: научный детектив

История LK-99 оказалась не только научной, но и человеческой драмой. Вскоре после публикации выяснилось, что среди авторов работы нет единства. Часть исследователей настаивала на скорейшей публикации, другие призывали дождаться дополнительных проверок.

Профессор Ли Сук-Бэ, главный идеолог проекта, ранее уже заявлял о создании сверхпроводника при комнатной температуре - в 2020 году, но тогда его работу не приняли всерьёз. Теперь он и его коллеги стояли на пороге либо величайшего открытия, либо грандиозного провала.

Научное сообщество разделилось. Одни называли корейских учёных гениями, опередившими время, другие - жертвами самообмана или даже мошенниками. Ситуацию усугубляло то, что авторы отказывались предоставить образцы для независимой проверки, ссылаясь на патентные вопросы.

Почему это так важно: тихая революция

Чтобы понять масштаб возможных последствий, нужно представить, что такое сверхпроводимость в быту. Сегодня сверхпроводники используются в основном в научных установках и медицинском оборудовании, потому что требуют охлаждения жидким азотом или даже гелием. Это дорого, сложно и непрактично.

Сверхпроводник при комнатной температуре устранил бы эти ограничения. Электрические сети без потерь означали бы сокращение выбросов CO₂ на сотни миллионов тонн в год. Поезда на магнитной подушке стали бы доступны не только в Японии или Китае. Ветрогенераторы и солнечные панели можно было бы объединять в эффективные сети без потерь на передаче.

Но perhaps самое intriguing - возможность создания квантовых компьютеров, работающих без экзотического охлаждения. Это открыло бы новую эру в вычислениях.

Настоящее и будущее LK-99

Спустя месяцы после первоначальной публикации история LK-99 постепенно сходит с первых полос. Большинство независимых групп не смогли подтвердить сверхпроводимость при комнатной температуре. Образцы, которые частично левитировали, оказались содержащими магнитные примеси. Измерения сопротивления показывали аномалии, но не нулевое сопротивление.

Однако это не значит, что LK-99 бесполезен. Материал продемонстрировал необычные электронные свойства, которые могут найти применение в электронике или качестве катализатора. Более того, сама идея использования структур типа апатита для создания сверхпроводников получила новый импульс.

Возможно, LK-99 не станет тем самым чудом-материалом, но он уже выполнил важную роль - заставил научное сообщество по-новому взглянуть на проблему высокотемпературной сверхпроводимости. И кто знает - maybe следующая попытка окажется успешной.

Научные открытия редко приходят в виде готовых истин. Чаще они появляются как намёки, загадки, требующие десятилетий работы. LK-99 - именно такая загадка. Он может оказаться тупиковой ветвью, а может - первым шагом к чему-то великому. Как бы то ни было, погоня за комнатной сверхпроводимостью продолжается.